Principal diferença - fluidos compressíveis vs fluidos incompressíveis

Os fluidos são uma subcategoria da matéria que inclui gases e líquidos. Gases e líquidos são chamados de fluidos por causa de sua capacidade de fluir, capacidade de deformar quando uma força é aplicada e alta fluidez. No nível atômico, os fluidos são compostos de átomos ou moléculas que fluem facilmente; eles não estão bem embalados e o fluido obtém a forma do recipiente que ocupa. A principal diferença entre fluido compressível e incompressível é que uma força aplicada a um fluido compressível muda a densidade de um fluido enquanto que uma força aplicada a um fluido incompressível não altera a densidade em um grau considerável. Embora quase todos os fluidos sejam compressíveis, os líquidos são conhecidos como fluidos incompressíveis e os gases são chamados de fluidos compressíveis.

Principais áreas cobertas

1. O que é fluido compressível - Definição, Propriedades 2. O que é fluido incompressível - Definição, Propriedades 3. Qual é a diferença entre fluidos compressíveis e incompressíveis - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: Fluido, Fluido Compressível, Fluido Incompressível, Líquido, Gás, Densidade, Número Mach

O que é fluido compressível?

Em geral, os gases (e plasma = gás ionizado) são chamados de fluidos compressíveis. Em condições normais de temperatura e pressão, o volume ou a densidade de um fluido não muda. Mas os gases apresentam variação de volume (portanto, de densidade) na presença de pequenas variações de temperatura ou pressão. Para nomear um determinado fluido compressível, ele deve mostrar uma mudança considerável de densidade quando uma pressão ou força é aplicada.

Em termos de dinâmica de fluido mais avançados, a razão entre a velocidade do fluxo e a velocidade do som no fluido é maior do que 0,3 para fluidos compressíveis. Essa proporção também é chamada de número de Mach.

No nível molecular, quando uma pressão é aplicada a um gás, a pressão afeta o gás em todas as direções, fazendo com que as moléculas do gás resultem em um alto grau de colisões. Essas colisões dão mais tempo para as moléculas de gás interagirem umas com as outras e mais forças de atração entre as moléculas podem ocorrer. Essas forças de atração reduzem o movimento das moléculas de gás. Isso resulta na compressão do gás.

Figura 2: Moléculas de Gás em um Containe

O que é fluido incompressível?

Os líquidos são chamados de fluidos incompressíveis. O volume ou a densidade dos líquidos não são alterados facilmente quando uma pressão é aplicada sobre eles. De acordo com a dinâmica dos fluidos, a razão entre a velocidade do fluxo e a velocidade do som no meio deve ser inferior a 0,3 para um fluido ser incompressível. Portanto, essa relação é inferior a 0,3 para líquidos, tornando-o um fluido incompressível.

Ao contrário dos gases, as moléculas ou átomos dos líquidos são mais compactados (não compactados como nos sólidos). Assim, uma pressão aplicada no líquido não altera a densidade em um grau considerável. Em outras palavras, o volume do líquido não é reduzido com uma pressão aplicada no líquido.

Embora os líquidos sejam considerados incompressíveis de acordo com a dinâmica dos fluidos, eles também são compressíveis quando uma pressão é aplicada, mas a alteração da densidade ou do volume é muito pequena para ser calculada. Portanto, é considerado um fluido incompressível.

Figura: Moléculas líquidas em um recipiente

Diferenças entre fluido compressível e incompressível

Definição

Fluido Compressível: O fluido compressível é uma matéria que pode ser comprimida com a aplicação de uma pressão externa.

Fluido incompressível: O fluido incompressível é um assunto que não pode ser comprimido com a aplicação de uma pressão externa.

Volume

Fluido Compressível: O volume do fluido compressível pode ser reduzido com a aplicação de uma pressão no fluido.

Fluido incompressível: O volume de fluido incompressível não pode ser reduzido com a aplicação de uma pressão no fluido.

Densidade

Fluido Compressível: A densidade do fluido compressível pode ser alterada com a aplicação de uma pressão no fluido.

Fluido incompressível: A densidade do fluido incompressível não pode ser alterada com a aplicação de uma pressão no fluido.

Número Mach

Fluido Compressível: O valor do número Mach deve ser maior que 0,3 para um fluido compressível.

Fluido Compressível: O valor do número de Mach deve ser inferior a 0,3 para um fluido incompressível.

Conclusão

Um fluido é uma substância que pode fluir facilmente. Um fluido não tem forma definida e assume a forma do recipiente que está ocupado. Existem forças de atração muito fracas entre as moléculas do fluido. As fases gasosa e líquida são consideradas fluidos principalmente devido à sua capacidade de fluxo. Os gases são chamados de fluidos compressíveis, enquanto os líquidos são chamados de fluidos incompressíveis. A principal diferença entre fluido compressível e incompressível é que uma força aplicada a um fluido compressível altera a densidade de um fluido, enquanto uma força aplicada a um fluido incompressível não altera a densidade em um grau considerável.

Referências:

1. Chang, Raymond e Kenneth A. Goldsby. Química. Nova York: McGraw-Hill, 2016. Print. 2. “Fluido compressível.” O Dicionário Gratuito. Farlex, n.d. Rede. Disponivel aqui. 07 de junho de 2017. 3. “O que é um fluido?” Sem limites. Boundless, 08 de agosto de 2016. Web. Disponivel aqui. 07 de junho de 2017.

Cortesia de imagem:

1. “Teoria cinética dos gases” De I, Sharayanan (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 2. “Modelo líquido” Por Teilchenmodell Flüssigkeit.svg: Kaneiderdaniel.O carregador original foi Kaneiderdaniel em de.wikipediatrabalho derivativo: Kayau (conversa) - Teilchenmodell Flüssigkeit.svg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia